Onderzoekers van Columbia University bestudeerden de werking van het membraaneiwit LRP2, dat in cellen wordt aangetroffen
Meestal bevindt LRP2 zich aan de oppervlaktecelmembraan, wachtend op een gelegenheid om een passerend molecuul te vangen. Nadat een eiwit aan een molecuul is gebonden, absorbeert de cel het deel van het oppervlak dat het eiwit bevat, waardoor een intern blaasje wordt gevormd dat een endosoom wordt genoemd. LRP2 laat vervolgens het molecuul in de cel los en het endosoom brengt het eiwit terug naar de oppervlakte.
Om te begrijpen hoe deze "veerboot" werkt,De onderzoekers verzamelden monsters van het LRP2-eiwit uit 500 muizennieren. Ze plaatsten een deel van het eiwit in een oplossing met een pH van 7,5, wat overeenkomt met de extracellulaire ruimte, en een deel in een oplossing die endosomen nabootst, met een pH van 5,2. Met behulp van een cryo-elektronenmicroscoop namen ze foto's van de eiwitten en verbond ze vervolgens met elkaar op een computer, waardoor driedimensionale kaarten van het eiwit in zowel open als gesloten formaties ontstonden.
Het 3D-model laat zien dat het eiwittransformeert van een meer open structuur bij een bijna neutrale pH buiten de cel naar een samengeklonterde vorm bij een zure pH binnen de cel. Door deze vormveranderingen kan LRP2 moleculen van buiten de cel vangen en ze erin vrijgeven. De onderzoekers suggereren dat de geladen calciumatomen het eiwit open houden bij extracellulaire pH. Maar wanneer de pH daalt als gevolg van de instroom van waterstofionen in het endosoom, verdringen laatstgenoemden calcium, waardoor het eiwit samentrekt.
Open en gesloten toestand van het LRP2-eiwit. Afbeelding: Andrew Beenken et al., Cell
Wanneer LRP2-eiwitten geen mutaties bevatten, slagen zehandhaven het moleculaire evenwicht, bijvoorbeeld in bloed en hersenweefsel, merken de auteurs van het onderzoek op. Maar als er zelfs maar kleine veranderingen optreden in de enorme moleculaire anatomie van het LRP, dragen deze eiwitten bij aan de ontwikkeling van ziekten.
Eiwitstoringen in de nieren kunnen veroorzakenchronische nierziekte, het Donne-Barrow-syndroom en een aantal fatale nefrologische aandoeningen bij pasgeborenen. Aandoeningen in de hersenen dragen bij aan het ontstaan van de ziekte van Alzheimer. Begrijpen hoe dit complexe moleculaire mechanisme werkt, zal helpen bij de behandeling van verschillende ziekten, zeggen wetenschappers.
Lees verder:
Een krachtige uitbarsting brak uit op de zon: het heeft de aarde al beïnvloed
Middeleeuws fort per ongeluk ontdekt in het bos: de vondst verraste wetenschappers
Wetenschappers hebben een nieuwe genetische ziekte bij kinderen ontdekt: hoe deze zich manifesteert
Op de omslag: twee toestanden van het LRP2-eiwit. Afbeelding: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, Columbia's Zuckerman Institute